通过顶针尺寸的流动平衡的预燃室点燃贫气体混合物

5月底，“地平线2020”项目“GasOn”与欧盟委员会的最后一次会议在布鲁塞尔举行。该欧盟项目的目标是进一步开发汽车和货车的燃气发动机。约有20个合作伙伴参加，包括苏黎世联邦理工学院和Empa以及四家欧洲汽车制造商和知名供应商。与汽油或柴油车相比，燃气动力车通常排放的污染物更少。由于可能由可再生能源提供动力，它们未来可能会变得越来越重要。

除电动和氢动力系统外，燃气发动机还在苏黎世联邦理工学院领导的瑞士能源研究能力研究中心(“SCCER Mobility”)中发挥重要作用。这是因为由预处理的沼气或合成甲烷(“电子气体”)提供动力的车辆具有非常低的CO 2排放。合成甲烷是由可再生多余的电力和CO产生的2。预处理的沼气和合成甲烷可以随意混合，最多130辛烷值，具有比汽油高得多的抗爆性，使其成为内燃机的理想燃料。对于高负荷，例如在高速公路上，燃气动力车辆已经实现了比汽油发动机更高的效率。

然而，由于甲烷的高抗爆性，效率仍然可以显着提高 - 因为今天的乘用车中的燃气发动机通常只是略微适应的汽油发动机，即尚未针对甲烷操作进行优化的概念。为确定这一尚未开发的潜力，欧盟项目“GasOn”于2015年启动。苏黎世联邦理工学院和Empa的研究人员也参与了该项目，作为大众汽车集团研究部领导的一揽子工作计划的一部分。

对于具有两升排量的燃气发动机实施了高效的燃烧过程：通过顶针尺寸的流动平衡的预燃室点燃贫气体混合物。在用于气热化学和燃烧系统的ETH实验室中，在光学可访问的发动机中进行基本实验。这些用于研究前室中点火的行为和热射线溢流进入主燃烧室。基于这些数据，开发了数值工具，以便使用计算机模拟详细计算过程。这些结果使大众汽车集团研究部门能够优化前室和主燃烧室的设计。Empa科学家相应地设置了发动机并研究了燃烧过程。

与现有技术相比，具有预燃室燃烧过程的新燃气发动机的消耗减少了20%(转换为中型轿车的WLTP标准消耗)。最佳发动机配置的最高效率超过45%，在很宽的工作范围内实现了超过40%的效率。这些值目前仅通过明显更大的发动机实现，例如用于商用车辆，固定或船舶应用的发动机。45%是乘用车发动机的新纪录。作为比较，汽油发动机通常具有35%至40%的效率。GasOn项目尚未处理这种发动机的废气处理; 由于稀薄燃烧，仍然需要进一步的研究 处理。

总的来说，已经表明燃气发动机有可能实现与(明显更大的)柴油发动机类似的效率。此外，它们可以使用可再生的生物或合成甲烷的任何混合物轻松操作，从而实现非常低的CO 2排放。所涉及的汽车制造商现在即将了解GasOn项目的结果如何转移到生产车辆。